Koyunlar küçülürken… |
Yazan: Tülay Zihli
Canlı türlerindeki evrimsel ve ekolojik değişimler aynı zaman diliminde gözlenebilir. Ancak değişen çevre şartlarında yaşayan yaban hayat popülasyonlarında bu iki süreç karmaşık bir şekilde birbiriyle etkileşir ve ayrıştırması zorlaşır. Biyodemografi alanında çalışan ekolog ve evrimsel biyolog Dr. Arpat Özgül bilim dergisi Science’ın 2 Temmuz 2009 tarihli sayısında iklim değişikliğinin evrimsel ve ekolojik etkileri üzerine ilginç bir makale yayımladı. Bu araştırma, İskoçya açıklarında bir adada yaşayan ve evcil koyunun yabani bir soyu olan Soay koyunlarının boylarındaki azalmanın nedenlerini inceliyor. Kış aylarının daha ılıman geçmesi ve adadaki koyun sayısının artması sonucu Soay koyunlarının boyu son 24 yıl içinde küçüldü. Atlas’tan Tülay Zihli, Dr. Özgül’e çalışmasının ayrıntılarını sordu.
Hırta Adası’nda, yabani koyunlar üzerindeki çalışmanız nasıl başladı?
Londra Imperial College’daki ekibimizle yaban hayat ekolojisi ve biyodemografi alanlarında çalışıyoruz. Biyolojinin bir kolu olan biyodemografi alanında, nüfus araştırmalarında kullanılan analitik yöntemlerin benzerlerini yaban hayat popülasyonlarına uyguluyoruz. Amacımız değişen çevre şartlarında yaban hayat popülasyonlarının nasıl etkilendiğini incelemek. Bu tür araştırmalar için uzun süreli demografik veri toplanması gerekli ve bu çok kolay olmuyor. İşte İskoç adasındaki bu koyunlar, üzerinde uzun süreli veri toplanmış ender türlerden. Biyologlar yıllardır toplanan bu verileri incelediğinde, koyunların boy ortalamasında ilginç bir azalma fark ediyor. Ancak bu azalmanın sebepleri bugüne kadar tam olarak bilinmiyordu.
Küresel iklim değişikliği nasıl böyle bir etki yaratıyor?
Aslında bu araştırmaya başlarken amacımız küresel ısınmayı çalışmak değildi. Sadece boy ortalamasında görülen azalmanın nedenlerini merak ediyorduk. Geliştirdiğimiz matematiksel yöntemlerle ortalamadaki azalmayı evrimsel ve ekolojik bileşenlerine ayırmayı başardık. İşte bu ayrıştırma sonucunda boy ortalamasındaki düşüşün iki temel nedenini bulduk: Zamanla kuzuların boyu üzerindeki evrimsel baskı azalıyor ve kuzuların ortalama büyüme hızı yavaşlıyor. Bu etkilerin altında yatan çevresel nedenlere baktığımızda ise, iklim değişiminin önemli bir rol oynadığını gördük. Daha ılımlı geçen kış aylarında hayat koşulları eskiye göre daha elverişli olduğundan, ufak bireylerin hayatta kalma şansı artıyor. Bunun sonucunda adadaki koyun sayısı artıyor. Koyun sayısı adanın taşıma kapasitesine ulaştığında ise ters bir etki yapıyor ve kuzuların büyüme hızı yavaşlıyor. Büyümedeki bu yavaşlamanın nedenlerinin artan koyun sayısıyla beraber birey başına düşen ot miktarının azalması ve parazit yayılımının artması olduğunu tahmin ediyoruz. İşte bu iki etki, yani küçük kuzuların hayatta kalma şansının artması ve kuzuların gelişiminin yavaşlaması birleşince koyunların boy ortalamasında bir azalma oluyor.
Bu değişimi evrimsel ve ekolojik bileşenlerine ayrıştırdınız. Ekolojik değişimle ifade ettiğiniz nedir?
Boy, ağırlık ve benzeri özellikler, canlının kalıtsal (genetik) özelliklerinin dış yapısına yansımasıyla oluşan fenotip özellikler. Ancak aynı genleri taşıyan bireyler farklı çevre koşullarında farklı fenotip (dışyapı) özellikleri gösterebilir. Bizim burada ekolojik tepkiyle ifade ettiğimiz, zaman içinde değişen çevre koşullarına maruz kalan bireylerin fenotip özelliklerinde görülen değişimdir. Bunun bir diğer adı da fenotip esnekliğidir. Örneğin kuzuların besin eksikliğinde daha ufak doğması veya yavaş büyümesi bu esnekliğe birer örnek… Bu tepki sonucunda, ortalama fenotip özelliğinde bir değişim olmasına karşın popülasyonun genetik altyapısında bir değişim söz konusu değildir.
Evrimsel değişim… Bu tür bir değişimin 24 yıl gibi kısa bir süre içinde görülmesi mümkün mü?
Burada izini yakalamaya çalıştığımız, on binlerce yıllık evrim sürecinin en küçük adımları, yani mikro evrim sürecidir. Mikro evrimsel değişim fenotip üzerinde bir seçilim baskısının oluşmasıyla başlıyor. Örneğin daha küçük bireylerin sağ kalma veya çoğalma olasılığının daha yüksek olması… Eğer bir karakterde bu tür bir seçilim baskısı varsa ve bu karakter kalıtım yoluyla anne babadan yavruya aktarılabiliyorsa zaman içerisinde popülasyonun hem fenotip ortalaması, hem de genetik altyapısı değişiyor. Ancak genetik altyapıdaki bu değişimi tespit etmek zor! Özellikle birçok genin ortak etkisiyle belirlenen boy gibi nicel karakterlerde… Ama bu tür mikro evrimsel bir değişimin önkoşulu olan, fenotip üzerindeki seçilim baskısını gözlemlemek mümkün. Bunun için, Soay koyunlarında olduğu gibi, yüzlerce bireyin yıllar boyunca izlenmesi ve ölçülmesi gerek.
Boy ortalamasındaki bu düşüşü evrimsel ve ekolojik bileşenlere ayrıştırmak neden zor?
Değişen çevre şartlarında bu etkiler birbirine girer. Örneğin sert geçen kışlarda seçilim baskısı ağır basar, küçük vücutlu bireylerin çoğu ölür. Bu durumda mikro-evrimsel tepki ön plana çıkar. Ilıman kış aylarında ise koyunların çoğu kışı sağ atlatır, ama bu sefer de artan popülasyon yüzünden ot azalır ve bireyler daha yavaş büyür. Bu durumda ise ekolojik tepki ön plana çıkar. Değişken çevre şartlarında hangi etkilerin ne kadar rol oynadığını saptamak analitik olarak zorlaşır. Bunu becerebilmek için de biz detaylı bir matematiksel ve istatistiksel ayrıştırma yöntemi kullandık.
Bu ayrıştırma neden önemli?
Birçok yaban hayat popülasyonunda benzer fenotipik değişimler görülmüş ancak ayrıntılı bir incelemesi bugüne kadar yapılamamıştı. Mesela, insanları yakından ilgilendiren balık popülasyonları… Aşırı avlanma sonucu pek çok türün boy ortalamasında düşüş görülüyor. Ancak bu düşüşün ne kadarının evrimsel ne kadarının ekolojik bir tepki olduğu tam bilinmiyor. Tepkinin evrimsel olması daha ciddi bir problemin habercisi. Ekolojik olması ise geri dönüşün daha hızlı ve kolay olabileceğine bir işaret. İşte bu yüzden, bu ayrıştırma önemli. Bu ayrıştırma yöntemiyle birkaç yıllık zaman dilimi içerisinde evrimsel ve ekolojik süreçlerin nasıl iç içe geçebileceğini gösterdik.
Türkiye’de benzer uzun süreli çalışmalar yapılıyor mu?
Yeni yeni başlıyor. Stanford Üniversitesi’nden meslektaşım Dr. Çağan Hakkı Şekercioğlu’nun danışmanlığında Kars’ta beş sene önce başlatılan kuş halkalama çalışması bu tür araştırmalara bir örnek. Doğal birer laboratuvar niteliğindeki bu tür çalışmalar yaban hayat popülasyonlarının değişen çevre koşullarına nasıl tepki verebileceğini anlamamızı sağlıyor. Türkiye’nin farklı bölgelerinde bu tür uzun süreli biyolojik araştırma istasyonlarının kurulması çevre koruma ve ekoloji eğitimi açısından büyük önem taşıyor. Dr. Şekercioğlu ile bu alanda beraber çalışmayı planlıyoruz
*Atlas, Ağustos 2009, sayı 197
arpat özgül bilim biyoloji doğa evrim iskoçya koyun küresel ısınma Tülay Zihli